焊后热处理对CLAM钢焊接接头耐液态铅铋合金空泡腐蚀性能的影响

加速器驱动次临界系统的冷却剂液态铅铋共晶合金在循环管道中高速流动时会对主泵叶轮及第一壁包层材料造成空泡腐蚀.焊接接头是整个循环管道中的薄弱环节,但合理的焊后热处理是提高循环管道中焊缝区域性能最有效的方法.自主设计一套装置用于金属溶液空泡腐蚀试验.对各组试样不同时间空泡腐蚀后的表面形貌、粗糙度、空蚀坑平均深度进行分析,再结合焊后热处理后的焊缝微观组织及力学性能,对空泡腐蚀行为及耐空蚀性能提高机制进行分析.结果表明,调质后焊缝耐空蚀性能最好;760℃回火后耐空蚀性能也比较好;710℃与810℃回火后耐空蚀性能稍差;未焊后热处理焊缝耐空蚀性能最差.     

低活化马氏体钢真空扩散焊接头力学性能

在不同焊接工艺参数下对低活化马氏体钢进行真空扩散焊接试验,分别对焊缝区进行光学显微观察(OM)与扫描电镜观察(SEM)分析,并对焊件进行力学性能测试. 结果表明,低活化马氏体钢的焊后组织主要为板条马氏体及少量的残余奥氏体,焊缝结合状况良好;在一定范围内提高焊接温度、延长保温时间可以提升接头抗拉强度,但过高的温度及保温时间会导致奥氏体晶粒粗化,损害接头的抗拉强度及冲击韧性. 经过焊后热处理(正火+回火)的接头抗拉强度相对于热处理前有所降低,但组织稳定性及冲击韧性有一定改善.     

CLAM钢焊缝在550℃流动的铅铋合金中的腐蚀行为

为了研究中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊缝在流动的铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为,对CLAM钢TIG焊缝及母材在550 ℃,不同相对流速(1.70,2.31,2.98 m/s)的LBE中进行1 500 h的腐蚀试验. 结果表明,腐蚀试样表面均存在双层结构的氧化层,外氧化层由疏松的Fe₃O₄组成,内氧化层由致密的(Fe, Cr)₃O₄组成;随着LBE相对流速的增加,提高了CLAM基体材料中的Fe,Cr元素向LBE中的溶解速率和LBE中的O元素向CLAM基体材料中的扩散迁移速率,加剧了试样表面的腐蚀程度,最终导致试样表面氧化层的厚度不断增厚;经过相同条件的腐蚀试验后,CLAM钢焊缝试样的抗腐蚀性能比母材试样低.     

中国低活化马氏体钢TIG焊焊接接头的高温蠕变性能分析

文中在钨极氩弧焊条件下,在温度823 K和180~260 MPa应力水平下对CLAM钢焊接接头的蠕变性能进行了研究,作出蠕变曲线,建立数学模型分析预测蠕变变形机制.结果表明,CLAM钢TIG焊焊接接头表现出典型的三阶段蠕变过程;在温度一定的情况下随着应力水平的提高,稳态蠕变速率增加,断裂时间变短.通过蠕变方程得到的稳态阶段焊接接头的应力因子n大于合金典型值3~7,其激活能Q约为436 kJ/(mol·K),并且大于铁的自扩散激活能(300 kJ/(mol·K)),显示为位错主要控制蠕变变形.     

热处理对9Cr低活化马氏体钢组织和力学性能的影响

研究了热处理对9Cr低活化马氏体钢显微组织和力学性能的影响.用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了材料的显微组织、拉伸断口和冲击断口;用X射线衍射仪检测了材料的晶体结构.结果表明:9Cr低活化马氏体钢的晶粒尺寸从950℃的6.28μm增加到1200℃的66.5μm.两种热处理工艺(950℃×30min水冷+780℃×90min空冷和1050℃×30min水冷+780℃×90min空冷)处理后的9Cr低活化马氏体钢显微组织为全马氏体.二种工艺处理后拉伸力学性能相近,但冲击性能差别明显.二者的韧脆转变温度分别为-72℃和-62℃.选择950℃×30min水冷+780℃×90min空冷的热处理工艺能够提高9Cr低活化马氏体钢的冲击韧度.     

不同表面处理对316L钢焊缝耐液态铅铋腐蚀的影响

设计制造了一套耐高速流液态金属腐蚀试验装置,用以研究分别用不同号数砂纸打磨和不同抛光处理后的316L钢焊缝在550 ℃的流动(相对流速为2.62 m/s)液态铅铋合金中的腐蚀情况。研究发现各组试样都形成了双氧化层结构,内层主要为较疏松的Fe3O4,外层主要为较致密的FeCr2O4;表面粗糙度越小,元素传质过程越慢,高速流动的液态LBE磨蚀作用越小,316L钢焊缝的耐蚀性越好。     

预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐PbBi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O₂+99%N₂气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe, Cr)₂O₃和MnCr₂O₄氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。     

中国低活化钢激光焊接接头微观组织与硬度分析

采用功率为4 kW的Nd:YAG激光器,对6 mm厚CLAM钢板采用不同的焊接参数进行了激光焊接试验,焊后对部分试样进行回火处理.分别对焊后和回火试样的硬度和微观组织结构进行了测试和观察.结果表明,回火处理前焊接接头金相组织主要为粗大的板条马氏体,随着焊接速度的提高,焊缝硬度有所提高;回火处理后焊接接头金相组织为板条特征明显的回火马氏体,使用扫描电镜对回火后焊接接头进行观察发现在原奥氏体晶界和马氏体板条上有碳化物析出,导致焊缝区的硬度相对母材略有提高,焊接热影响区未出现软化现象.     

模压变形中国低活化马氏体钢沉淀相对其力学性能的影响

采用室温拉伸、500℃高温拉伸、显微硬度、SEM、TEM等方法研究中国低活化马氏体钢(CLAM钢)多道次模压变形诱导沉淀相回溶和析出对力学性能的影响.结果表明,三道次模压变形后,有效细化了晶粒和沉淀相,尺寸为5 μm以上的晶粒所占体积分数减小为0.49％,M23C6相和MX相平均尺寸分别从107.32和17.12 nm减小到93.97和13.59 nm.累积应变为2.32时,抗拉强度和硬度分别为720 MPa和2.46 GPa,较变形前分别增加了 22.87％和12.33％;当累积应变达到3.48时,与累积应变为2.32时相比其强度降低了 4.31％,硬度和延伸率分别上升了 2.03％和6.27％,该变化与变形过程中发生明显的沉淀相回溶有关.     

CLAM钢激光焊T形接头残余应力及硬度分析

采用功率为4 kW的Nd:YAG激光器,对4 mm厚的CLAM钢板组成的T形接头,用不同的激光入射角度进行了激光焊接试验,对焊缝接头的宏观成形,残余应力的分布以及硬度变化进行观察和测试.结果表明,入射角度为14°时焊缝接头具有明显的未熔合现象,随着焊接角度的减小,采用12°和10°时完全熔合,接头表面的残余应力为压应力,入射角度为12°时翼板残余压应力比腹板的大,入射角度为10°时腹板的残余应力较大,接头截面的内部残余应力变化很大,焊缝区的硬度相对于母材有明显提高,焊接热影响区未出现软化现象.     

不锈钢丝网筒体缝焊设备及工艺

在液压、机械等行业中的液体过滤通道中需要不锈钢丝网筒体过滤,不锈钢丝网筒体需要搭接缝焊制造,为此开发了不锈钢丝网筒体搭接缝的缝焊设备。针对丝网筒体缝焊的要求,设计了丝网筒体成形装置来保证丝网筒体缝焊之后的直径。实验确定了合适的缝焊工艺参数。保证稳定的缝焊热能是缝焊质量的关键。实际缝焊表明,缝焊不锈钢丝网筒体搭接缝焊缝成形良好,能够保证不锈钢丝网筒体的过滤精度。缝焊设备及工艺技术在企业运行表明,缝焊过程及缝焊质量稳定,已经形成了良好的经济效益。     

相对流速对316L钢焊缝在液态铅铋合金中腐蚀行为的影响

在核工业领域,316L不锈钢因其优异的性能常被作为核用钢种,液态铅铋合金常作为加速器次临界驱动系统(ADS)的冷却剂,高速流动的液态铅铋合金(LBE)会对316L不锈钢焊缝造成氧化腐蚀,同时氧化腐蚀后的产物也会对液态LBE造成污染,所以研究316L不锈钢焊缝在液态铅铋合金中的腐蚀行为具有重要意义. 文中对比研究了使用母材作为焊丝进行TIG焊的316L不锈钢焊缝在550 ℃动态(相对流速为1.70,2.31,2.98 m/s)液态LBE中的耐腐蚀性能,试验时间为1 500 h. 结果表明,三组试样都生成了双氧化层,外氧化层主要为Fe₃O₄,内氧化层主要为FeCr₂O₄,内氧化层相对于外氧化层较致密;随着流速的提高,元素的传质过程变快,氧化腐蚀加剧,内氧化层增厚.     

焊接及热处理工艺对0Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性的影响

通过草酸电解结合组织观察、动电位扫描法和交流阻抗测试研究了直流焊、脉冲焊和固溶处理、稳定化处理对0Cr18Ni9Ti不锈钢的抗晶间腐蚀性和耐点蚀性的影响.结果表明,脉冲焊比直流焊对晶间腐蚀的不利影响更大;固溶处理可以明显改善焊后材料的耐晶间腐蚀以及耐点蚀性,并增大钝化膜的稳定性.     

低活化马氏体钢真空扩散焊接工艺

在不同工艺参数下对低活化马氏体钢进行真空扩散焊接试验,通过比较试样显微组织形态、界面结合率及抗拉强度,探究焊接温度、焊接压力对接头组织演化及力学性能的影响. 结果表明,马氏体组织在扩散焊接过程中发生了奥氏体化现象,且焊接温度越高时,奥氏体化程度越高;在一定范围内,提高焊接温度及焊接压力均可增强原子的自扩散效果,从而提升焊缝接头的力学性能,其中焊接温度1 000 ℃,焊接压力20 MPa,保温时间120 min参数下焊接试样的抗拉强度达到1 013 MPa,焊接面结合状况良好.